工业纯钨韧脆转变的晶粒尺寸效应研究(2)
1.2 大变形工艺在近几年的研究中发现钨晶粒经过细化之后可以降低其韧脆转变温度， 提高钨的高温性能和抗热冲击性能[10,11]，
因为晶粒细化的晶界总面积增加，材料的韧性提高，增加了晶界比例和裂纹扩展阻力晶粒尺寸减少也减少晶界的混乱堆积，从而减少应力集中；晶粒细化后，晶界总面积的增加，减少了晶界杂质浓度，减小或者避免了晶间断裂的可能性。所以材料的性能和微观组织受制备工艺的重要影响，制备超细晶材料的工艺方法是很值得注意的。在细化钨晶粒制备过程中，自上而下和自下而上法[12]是最常用的制备工艺方法。自上而下法是从大做到小的技术，是将大块整体的完整材料逐步打碎它的内部结构，使得材料内部得到细化，最后得到超细晶块体材料。而自下而上法则恰恰相反，是从小做到大的技术，这种方法是先获得微米或者纳米级的小颗粒，然后压制烧结成大块体材料，最后获得超细化材料。这里的两种方法就会出现哪一种方法更优的问题。比较两种方法就会发现，在自下而上这种方法制备超细晶材料过程中，超细颗粒的制造是这个过程最关键的一步。我们知道当颗粒细到一定的尺寸的时候就会出现尺寸效应，所谓尺寸效应就是颗粒表面能快速增大很容易和外界发生反应，因而材料的物理特性和力学特性最后受到破坏。比如高能机械研磨在超细粉体制备过程中，粉体容易受到污染和氧化，粉末也容易聚集和粘附，在后面的固化烧结中，固化程度不高也会诱发产生很多残余孔隙，最后影响材料的性能。所以自下而上这种方法因为工艺复杂、控制条件苛刻、难以达到冶金级别的致密度等缺点成为其短板。相比自下而法，自上而下法更有优势，我们知道在低温条件下，对金属材料进行剧烈变形，其组织可以得到细化，剧烈塑性变形法就是依据的这一思想实现材料组织的超细化。通过剧烈塑性变形法制备的材料，它的结构微观结构特征具有大角度晶界。大尺寸试样的获得、组织内部无残余孔隙、晶界致密清洁等这些条件是超细晶材料制备的前提，而剧烈塑性变形恰恰能满足这几点，因此被人们认为是最有希望实现工业化生产的有效途径之一[13]。目前通过传统的轧制法和剧烈塑性变形法可以得到剧烈变形的金属。
1.2.1 轧制法（Rolling）在金属成型应用中，轧制法是比较重要的金属材料成型方法，在制造业、建筑业等重要领域广泛应用着轧制后的材料，在我们生活中，都有轧制工艺的影子，与人类生活息息相关。